[发明专利]一种方程式赛车的气动套件装置及其高效优化设计方法

说明书

本发明公开一种方程式赛车的气动套件装置，包括：前翼，采用两片式翼片结构，翼片两端设有端板，且端板设计为外洗结构；尾翼，采用三片式翼片结构，两侧设有平行间隔的较大端板。本发明提供了一种方程式赛车的气动套件装置的高效优化设计方法，通过有限元仿真的近似模型将前翼和尾翼的单件进行集成优化，将优化后的前翼和尾翼通过正交试验分析后安装在所述方程式赛车上，使气动套件的设计过程更加科学、高效，避免人工多次重复性操作，缩短设计周期，节省计算资源。

技术领域

本发明涉及方程式赛车的技术领域，更具体的是，本发明涉及一种方程式赛车的气动套件装置及其高效优化设计方法。

背景技术

中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生在一年时间内构思、设计、制作、研发并完成一辆小型方程式赛车并参与竞赛。自我国引进方程式赛事到如今，赛车的气动特性越来越被各车队设计师所重视，在气动套件的设计过程中，有多个变量多个目标需要考虑，而目前在设计中通常采用经验值或者基于经验值的单因素迭代设计，对设计师经验的依赖性较高，而在实际状态下不同的车身设计对经验值都有不同的适应性，且各个设计参数之间存在交叉影响。若对单一变量进行逐一优化，费事费力且在赛制时间内也不可能完成全面试验。为此，设计一套气动套件的高效优化设计方法以代替原始设计方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是设计开发了一种方程式赛车的气动套件装置，通过前翼和尾翼上的各个翼片之间的重叠和间隙使方程式赛车行进时风阻更小，下压力更大。

本发明设计开发了一种方程式赛车的气动套件装置的高效优化设计方法，通过有限元仿真的近似模型与多目标优化算法得到前翼和尾翼上的各个翼片的最佳位置，通过正交试验得到气动套件装置在赛车上的最佳安装位置，使气动套件的设计过程科学高效。

本发明提供的技术方案为：

一种方程式赛车的气动套件装置，包括：

前翼，其设置在所述方程式赛车的前端；以及

尾翼，其设置在所述方程式赛车的后端上部；

其中，所述尾翼包括：

第一主翼，其与所述方程式赛车的后端相连接，且所述第一主翼平行于所述方程式赛车行进时的风力方向；

两个第一端板，其平行对称设置在所述第一主翼的两端；

第一襟翼，其垂直可活动的设置在所述两个第一端板之间，且设置在所述第一主翼的上部；

其中，所述第一襟翼与所述第一主翼之间有部分重叠和间隙，且所述第一襟翼宽度小于所述第一主翼的宽度；

第二襟翼，其垂直可活动的设置在所述两个第一端板之间，且所述第二襟翼设置在所述第一襟翼的上部；

其中，所述第二襟翼与所述第一襟翼之间有部分重叠和间隙，且所述第二襟翼宽度小于所述第一襟翼的宽度。

优选的是，所述前翼包括：

第二主翼，其设置在所述方程式赛车的前端，且所述第二主翼平行于所述方程式赛车行进时的风力方向；

两个第二端板，其垂直设置在所述第二主翼的两端，且所述两个第二端板均为外洗结构；

两个小襟翼，其对称垂直设置在所述两个第二端板的内侧，且所述两个小襟翼与所述第二主翼之间有部分重叠和间隙。

优选的是，所述外洗结构为向外侧呈弧形结构，且弧形角度为90°-180°之间的任意角度。

一种方程式赛车的气动套件装置的高效优化设计方法，包括如下过程：